Byggematerialer
Riktig formstål bør velges basert på applikasjonskrav. For prototyping er herdet formstål unødvendig. I de fleste tilfeller brukes pre-herdet stål eller aluminium for å redusere kostnadene og forenkle formjusteringer under prototypefasen. Disse myke metallene kan også støpe tilstrekkelig med prøvestykker og prefabrikkerte deler. For-herdet formstål (som P-20 eller NAKR-55) brukes ofte til støpeformer i stor skala fordi herding av formstål er upraktisk for store bruksområder.
For høyere produksjonsvolumer kreves herdet formstål for kjernen og hulrommet. S-7, H-13 og rustfritt stål 420 er de mest brukte stålene. S-7 er et utmerket formstål som kan brukes til utvidede produksjonsoperasjoner. Hvis svært høye smelte- og formtemperaturer kreves, bør H-13 stål velges. H-13 kan også brukes til å produsere hot runner manifolder. H-13 har en svært høy tempereringstemperatur og tåler svært høye formbehandlingstemperaturer uten å påvirke hardheten.
Rustfritt stål er det beste valget for formstål der det kreves høy slitestyrke eller hvor det oppstår betydelig kondens i miljøet. Innsatser i formhulrom med høy-slitasje kan lages med stål av typen A2, ASP23 eller D-2.
Alle formstål kan beskyttes mot slitasje og korrosjon med en eller annen type belegg. Kun rustfritt stål kan repareres gjennom sveising og maskinering. For stål med eksisterende belegg er reparasjon kun mulig etter at belegget er fjernet. Etter reparasjon må belegget påføres på nytt.
Bilde
Overflatefinish
Overflatefinishen til støpte deler kan variere avhengig av estetiske krav, kundebehov og funksjonalitet. Fra speilet-som høy-glansfinish av SPI #1 til teksturerte overflater oppnådd gjennom etsing, kan LNP-kompositter oppnå praktisk talt alle typer støpt overflatefinish. Det er viktig å forstå at noen materialer viser forbedret ytelse med visse formoverflater. For eksempel viser polypropylen betydelig bedre frigjøringsegenskaper i matte former enn i høy-glansformer. Å oppnå en høyglans finish er vanskelig med høy-fyllstoffharpiks. Utlufting
Ventilasjon er en avgjørende del av formingssyklusen for å maksimere formytelsen. Når termoplastisk materiale kommer inn i formhulen, må luft slippes ut. Ventilasjonsåpninger er vanligvis plassert ved de siste fylte områdene, nær sømlinjen og på løpesystemet. Ytterligere ventiler fordelt rundt skillelinjen kan forbedre den generelle ventilasjonsytelsen betydelig. Restgass i formen vises som brennmerker på den støpte delen. En grunnleggende tommelfingerregel er at gass i formen skal kunne slippe ut i samme hastighet som plasten som kommer inn i hulrommet.
Tomromsdybden varierer avhengig av materialet som brukes - generelt krever amorfe termoplaster større tomromsdybde på grunn av deres høyere viskositet.
Bilde
Single-Cavity og Multi-Cavity
Tre grunnleggende typer former er mest brukt i industrien, spesielt for former som bruker LNP-kompositter.
Den vanligste typen er to-plate kald løperkonfigurasjon vist i figur 1. Materiale sprøytes inn i delen gjennom løpebøssingen og løpesystemet. Etter avkjøling støtes alle støpte deler ut (inkludert porter, løpere og innløper). Delene fjernes deretter, og de gjenværende løperne og innløpene kastes eller resirkuleres.
Figur 2 viser en støpeform med tre-plater med kalde løpere. Med denne utformingen injiseres materiale inn i delhulrommet gjennom løperen og innløpssystemet. Etter avkjøling åpnes formen, og skiller delen fra portene og løperne. Delen faller av naturlig fra løperne. Løperne, portene og innløpene må fortsatt resirkuleres eller kastes.
Figur 3 viser en elektrisk oppvarmet varmløpermanifoldform. Manifold- og portsondekanalene varmes opp til eller nær polymerens smeltetemperatur, og holder materialet smeltet. Dette eliminerer behovet for å håndtere avfall fra løpere, porter og innløp. Disse systemene er dyrere enn konvensjonelle design med to-plater eller tre-plater, men gir bedre termisk kontroll av materialet og genererer lite avfall.
Bilde
Hot Runner
Full varme løpeformer, eller "løperløse" støpeformer, gir mange fordeler, men krever nøye utforming for å sikre riktig kontroll av smelten som strømmer inn i formhulen. Mens løpefrie former praktisk talt ikke genererer noe avfall under støpeoperasjoner, er de utsatt for problemer ved oppstart, spesielt med semi-krystallinske LNP-kompositter, som er utsatt for rask størkning. Prinsipper å følge inkluderer:
• Bruk kun godt-balanserte hot runner-manifoldsystemer som er spesielt utviklet for applikasjonen.
• Avhengig av materialet som brukes, kan den varme løperen utformes for å tillate direkte helling på delen ved hjelp av en bunnplate med åpen port, eller en ventilport for -restfri støping, eller porten kan plasseres på en liten overflateløper.
• Den oppvarmede løpebanen og den varme bunnplaten skal gi en jevn strømningsbane inn i formhulen og være eksternt oppvarmet.
• Ved bruk av lange glassfiberarmerte harpikser er portrester uunngåelig.
• Bruk et komplett system fra en enkelt hot runner-produsent, i stedet for å bruke forskjellige komponenter fra forskjellige produsenter.
• Portstørrelsen avhenger av mengden og typen materiale som legges til, delstørrelse/forhold og veggtykkelse.
• For mer informasjon om design av varme løpere, kontakt teknisk personell hos GE Plastics Group.
2. Veiledning til vanlige metoder for muggoverflateforbedring i plastforedlingsindustrien
Tabellen nedenfor gir støpeoperatører og støpeformmakere en rekke vanlige støpestålbehandlinger for å forbedre korrosjonsmotstanden eller slitestyrken. Andre løsninger kan også finnes.
Bilde
3. Løpere, sprues og porter
Sprue bøssinger
Ved bruk av konvensjonelle former kommer varmt materiale inn i formen gjennom innløpsbøssingen. Løpersystemet fører materialet gjennom porten inn i formhulen. Riktig utforming og dimensjonering av innløpsgjennomføringen er avgjørende for riktig smeltefordeling og riktig utstøting av den støpte delen. Innløpet "O"-diameteren bør være ca. 20 % større enn dysens utløpsdiameter for å hindre innløpsblokkering når formen åpnes. Et skjematisk diagram av innløpsdimensjoner er vist nedenfor. "O"-dimensjonen er også nært knyttet til størrelsen på delene og løperne. Oppvarmede løpeforinger kan brukes i stedet for konvensjonelle løpeforinger. Startkostnaden for en oppvarmet løper (eller "varm" bøssing) kan være høyere enn for en "kald" bøssing, men den reduserer avfallsmengden betydelig fordi den eliminerer løperen som løper langs hver del eller løpesystem. Med en oppvarmet bøssing kan kontrollen av smeltetemperaturen som kommer inn i løpesystemet være mye mer nøyaktig.
Bilde
Løper design
Løpere bør være så korte som mulig for å redusere unødvendig trykkfall. Et sirkulært-tverrsnitt er å foretrekke. Hvis løperen må plasseres halvveis i formen, bruk en trapesformet løper med avrundet bunn. Halv-sirkulære og flate løpere er ineffektive og anbefales ikke. Løpere bør la materialet flyte jevnt og ubegrenset inn i en eller flere deler (hvis flere hulrom brukes). Vanligvis må en løper reduseres i diameter med 20 % for hver 90 graders rotasjon. Dette må tas i betraktning når du designer løpesystemet. Diameter på sirkulære løpere er vanligvis 0,125" – 0,375" (3,2 - 9,5 mm). Bilde
Port |
Portdesign for LNP-komposittdeler bør gi rikelig med maskineringsmarginer uten å skape-muggbelastning. Avhengig av typen port som brukes (dvs. ubåt, kant, knast, etc.), styrer noen grunnleggende portdimensjoner fyllingshastigheten, mengden materiale som strømmer inn i formhulen og delens størkningshastighet.
Veggtykkelse bestemmer portstørrelsen, mens delgeometrien bestemmer portens plassering på delen. Det er tre nøkkelportdimensjoner: dybde, bredde og ansikt. Spesifikke design for flere porttyper vises på neste side.
Portstørrelse/plassering
• Minimum portstørrelse er 0,040" (1 mm), 0,100" (2,5 mm) for langfiberkompositter fra Verton - rund eller trapesformet - 50–60 % veggtykkelse (for krystallinske kompositter) - 50–75 % veggtykkelse (for amorfe kompositter)
• Ideelt sett bør porten plasseres der veggseksjonen er tykkest - juster porten direkte med veggen eller bøssingen for å forhindre tilbakefylling og "jetting" (bortsett fra Verton langfiberkompositter). - tunnelporter anbefales ikke for Verton-kompositter.
